波峰焊原理工艺.pptx

波峰焊的原理、工艺波峰焊的原理、工艺及异常处理及异常处理光阴似箭光阴似箭2内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：第五节：波峰焊接可接受要求波峰焊接可接受要求第六节：第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策3第一节：概述第一节：概述 波峰焊接是我们生产装配过程中的一道非常波峰焊接是我们生产装配过程中的一道非常关键的工序，波峰焊接质量的好坏直接影响着整关键的工序，波峰焊接质量的好坏直接影响着整机产品的质量。因此，波峰焊工序一直是生产过机产品的质量。因此，波峰焊工序一直是生产过程中重点控制的关键工序之一。程中重点控制的关键工序之一。4第一节：概述第一节：概述 纯手工插件纯手工插件 波峰焊接波峰焊接 单面贴装单面贴装 单面插件单面插件 波峰焊接波峰焊接 双面贴装双面贴装 单面插件单面插件 波峰焊接波峰焊接 点红胶点红胶 贴装贴装 插件插件 波峰焊接波峰焊接 常见的波峰焊接方式常见的波峰焊接方式5内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：第五节：波峰焊接可接受要求波峰焊接可接受要求第六节：第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策6第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材1.焊料焊料 a）有铅锡条）有铅锡条 成份：由锡和铅组成的共晶化合物，成份：由锡和铅组成的共晶化合物，S n：63%、P b：37%；熔点：熔点：183C C；公司目前使用的型号有：公司目前使用的型号有：云南锡业云南锡业 Sn63/Pb37 ALPHA Sn63/Pb37 b）无铅锡条）无铅锡条 成份：由锡、银和铜组成的合金化合物，成份：由锡、银和铜组成的合金化合物，S nS n：96.5%96.5%、A gA g：3.0%3.0%；C uC u：0.5%0.5%熔点：熔点：217C；公司目前使用的型号有：公司目前使用的型号有：ALPHA SAC3057第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材2.助焊剂的成份和分类助焊剂的成份和分类 主要成份：有机溶剂、松香树脂及其衍生物、合成树脂表面活性主要成份：有机溶剂、松香树脂及其衍生物、合成树脂表面活性 剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂、助溶剂、成膜剂。简单地说是各种固剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂、助溶剂、成膜剂。简单地说是各种固 体成份溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液，其中各种成份所体成份溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液，其中各种成份所 占比例各不相同，所起的作用也不同。占比例各不相同，所起的作用也不同。a）有铅免清洗型助焊剂）有铅免清洗型助焊剂 公司目前使用的型号是：公司目前使用的型号是：ALPHA LS500A b）无铅免清洗型助焊剂）无铅免清洗型助焊剂 公司目前使用的型号是：公司目前使用的型号是：ALPHA EF80008第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材3.助焊剂的作用助焊剂的作用去除被焊金属表面的氧化物去除被焊金属表面的氧化物促使热从热源向焊接区传递促使热从热源向焊接区传递降低融熔焊料表面张力降低融熔焊料表面张力,增强润湿性增强润湿性防止焊接时焊料和焊接面的再氧化防止焊接时焊料和焊接面的再氧化9第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材4.助焊剂的特性要求助焊剂的特性要求熔点比焊料低，扩展率熔点比焊料低，扩展率85%85%；黏度和比重比熔融焊料小，容易被置换，不产生毒气。焊剂的比重可黏度和比重比熔融焊料小，容易被置换，不产生毒气。焊剂的比重可以用溶剂来稀释以用溶剂来稀释,一般控制在一般控制在0.820.840.820.84；免清洗型助焊剂要求固体含量免清洗型助焊剂要求固体含量2.0wt%,2.0wt%,不含卤化物，焊后残留物少，不含卤化物，焊后残留物少，不产生腐蚀作用，绝缘性能好不产生腐蚀作用，绝缘性能好,绝缘电阻绝缘电阻110110；水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗；水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗；常温下储存稳定。常温下储存稳定。10内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：第五节：波峰焊接可接受要求波峰焊接可接受要求第六节：第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策11第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理vWS-350/450PC-BNWS系列系列PCB宽度宽度MAX.350/450mmPC：模块集成化控制：模块集成化控制B 版本版本带氮气系统带氮气系统 下面以双波峰焊机为例来说说波峰焊原理下面以双波峰焊机为例来说说波峰焊原理12第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理PCBPCB传输方向传输方向喷涂助焊剂喷涂助焊剂预热预热1区区预热预热2区区热补偿热补偿第第1、2波峰波峰冷却冷却传感器传感器工作流程图工作流程图13第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 喷涂助焊剂喷涂助焊剂 已插完成元器件的电路板，将其嵌入治具，由机器入口处的接驳装已插完成元器件的电路板，将其嵌入治具，由机器入口处的接驳装置以一定的倾角和传送速度送入波峰焊机内，然后被连续运转的链爪夹置以一定的倾角和传送速度送入波峰焊机内，然后被连续运转的链爪夹持，途径传感器感应，喷头沿着治具的起始位置来回匀速喷雾，使电路持，途径传感器感应，喷头沿着治具的起始位置来回匀速喷雾，使电路板的裸露焊盘表面、焊盘过孔以及元器件引脚表面均匀地涂敷一层薄薄板的裸露焊盘表面、焊盘过孔以及元器件引脚表面均匀地涂敷一层薄薄的助焊剂。的助焊剂。14第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 PCBPCB板预加热板预加热 进入预热区域，进入预热区域，PCBPCB板焊接部位被加热到润湿温度，同时，由于元器件板焊接部位被加热到润湿温度，同时，由于元器件温度的升高，避免了浸入熔融焊料时受到大的热冲击。预热阶段，温度的升高，避免了浸入熔融焊料时受到大的热冲击。预热阶段，PCBPCB表面表面的温度应在的温度应在 75 110 75 110 之间为宜。之间为宜。预热的作用：预热的作用：助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；助焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器助焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器 件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防 止发生高温再氧化的作用；止发生高温再氧化的作用；使使PCBPCB板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏PCBPCB板板 和元器件。和元器件。15第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 温度补偿温度补偿 进入温度补偿阶段，经补偿后的进入温度补偿阶段，经补偿后的PCBPCB板在进入波峰焊接中减小热冲击。板在进入波峰焊接中减小热冲击。第一波峰第一波峰 第一波峰是由狭窄的喷口喷出的第一波峰是由狭窄的喷口喷出的“湍湍 TuanTuan 流流”波峰，流速快，对治波峰，流速快，对治具有影阴的焊接部位有较好的渗透性。同时，湍流波向上的喷射力可以使具有影阴的焊接部位有较好的渗透性。同时，湍流波向上的喷射力可以使焊剂气体顺利排出，大大减少了漏焊及垂直填充不足的缺陷。焊剂气体顺利排出，大大减少了漏焊及垂直填充不足的缺陷。16 第二波峰第二波峰 第二波峰是一个第二波峰是一个“平滑平滑”波，焊锡流动速度慢，能有效去除端子上的波，焊锡流动速度慢，能有效去除端子上的过量焊锡，使所有的焊接面润湿良好，并能对第一波峰所造成的拉尖和桥过量焊锡，使所有的焊接面润湿良好，并能对第一波峰所造成的拉尖和桥接进行充分的修正。接进行充分的修正。第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理湍流波湍流波平滑波平滑波波峰形状图波峰形状图17 冷却阶段冷却阶段 制冷系统使制冷系统使PCBPCB板的温度急剧下降可明显改善无铅焊料共晶生产时产生板的温度急剧下降可明显改善无铅焊料共晶生产时产生的空泡及焊盘剥离问题。的空泡及焊盘剥离问题。氮气保护氮气保护 在焊接整个过程中，在预热阶段和焊接区加有氮气保护可有效防止在焊接整个过程中，在预热阶段和焊接区加有氮气保护可有效防止裸裸铜和共晶焊料氧化，大幅提高润湿性和流动性，确保焊点的可靠性。铜和共晶焊料氧化，大幅提高润湿性和流动性，确保焊点的可靠性。第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理18第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 焊点的形成过程焊点的形成过程 当当PCBPCB进入波峰面前端进入波峰面前端A A处至尾端处至尾端B B处时处时PCBPCB焊盘与引脚全部浸在焊料中被焊料润湿，焊盘与引脚全部浸在焊料中被焊料润湿，开始发生扩散反应，此时焊料是连成一片（桥连）的。当开始发生扩散反应，此时焊料是连成一片（桥连）的。当PCBPCB离开波峰尾端的瞬间，由离开波峰尾端的瞬间，由于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间合金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间合金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，形成饱满、半月形焊点。相反，如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，就会出现焊料与形成饱满、半月形焊点。相反，如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，就会出现焊料与焊盘之间的润湿力小于两焊盘之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊或虚焊。焊盘之间的润湿力小于两焊盘之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊或虚焊。PCBPCB与焊料波分离点位于与焊料波分离点位于B1B1和和B2B2之间某个位置，分离后形成焊点。之间某个位置，分离后形成焊点。19第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 波峰焊接温度曲线原理图波峰焊接温度曲线原理图 焊接区焊接区预热区预热区 183115 75冷却区冷却区说明说明:1.1.预热温度预热温度:70-115:70-115 时间时间:75 130S:75 130S 升温速率升温速率:3/Sec:=210,:=210,焊接时间焊接时间:3 6S:3 6S3.3.冷却速率冷却速率:3/Sec:3/Sec4.4.链速链速:850 1300mm/min:850 1300mm/min20第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理 免清洗助焊剂在波峰焊接中的作用机理免清洗助焊剂在波峰焊接中的作用机理 波峰焊接区波峰焊接区预热区预热区喷涂助焊剂区喷涂助焊剂区（低沸（低沸+高沸）溶高沸）溶剂剂+活性物质活性物质在较在较低的温度下，活低的温度下，活性剂被树脂包裹性剂被树脂包裹着，对外表现的着，对外表现的活性很弱。活性很弱。溶剂中加入低沸溶剂中加入低沸溶剂的目的主要溶剂的目的主要是为改善助焊剂是为改善助焊剂在喷涂过程中的在喷涂过程中的流布性流布性助焊剂膜形成区助焊剂膜形成区残余高沸溶剂随残余高沸溶剂随钎料流入锡炉后钎料流入锡炉后挥发。挥发。活性物质由载体（低沸活性物质由载体（低沸+高沸）高沸）溶剂携带流布在溶剂携带流布在PCBPCB焊接面上，焊接面上，当载体中沸点溶剂挥发后，剩下当载体中沸点溶剂挥发后，剩下由高沸溶剂继续包覆由高沸溶剂继续包覆PCBPCB表面形表面形成活性物质的载体和成活性物质的载体和PCBPCB保护膜。保护膜。随着预热温度的升高，活性物质随着预热温度的升高，活性物质逐渐趋近于活性温度。逐渐趋近于活性温度。A区区随着温度随着温度的不断升的不断升高，树脂高，树脂破裂后，破裂后，释放出活释放出活性化学物性化学物质净化被质净化被焊金属表焊金属表面，达到面，达到润湿目的。润湿目的。B区区当温度升到焊接温度当温度升到焊接温度后，活性剂分解，只后，活性剂分解，只要此区域所经历的时要此区域所经历的时间足够，活性剂就能间足够，活性剂就能分解殆尽，最后剩下分解殆尽，最后剩下一部分残留的高沸溶一部分残留的高沸溶剂覆盖在剂覆盖在PCBPCB表面。表面。C区区残余的残余的高沸溶高沸溶剂覆盖剂覆盖在脱离在脱离区钎料区钎料表面隔表面隔绝了空绝了空气，降气，降低了脱低了脱离区钎离区钎料表面料表面张力。张力。D区区活性剂分解剩活性剂分解剩下的高沸溶剂下的高沸溶剂继续挥发。继续挥发。活性剂分解活性剂分解低沸点溶剂挥发低沸点溶剂挥发高沸点溶剂高沸点溶剂+活性剂活性剂21内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：波峰焊接可接受要求第五节：波峰焊接可接受要求第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCAPCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCBPCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策22 第四节：第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求应选择三层端头结构的表面贴装元器件元器件体和焊端能经受两次应选择三层端头结构的表面贴装元器件元器件体和焊端能经受两次 以上以上260260波峰焊的温度冲击，焊接后元器件体不损坏或变形，片波峰焊的温度冲击，焊接后元器件体不损坏或变形，片 式元件端头无脱帽现象。式元件端头无脱帽现象。无引线片式元件端头三层金属电极示意图无引线片式元件端头三层金属电极示意图23 第四节：第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面1.5-2.0mm1.5-2.0mm；基板应能经受基板应能经受260/50s260/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下 仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱；仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱；印制电路板翘曲度小于印制电路板翘曲度小于0.8-1.0%0.8-1.0%；对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特 点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免 互相遮挡的原则。互相遮挡的原则。24内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：波峰焊接可接受要求第五节：波峰焊接可接受要求第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCAPCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCBPCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策25第五节：第五节：焊接可接受性要求焊接可接受性要求 良好的焊点良好的焊点（摘自（摘自IPC-A-610DIPC-A-610D）图图5-15-1图图5-25-226第五节：第五节：焊接可接受性要求焊接可接受性要求 可接受焊点可接受焊点 图图5-35-3（图（图50-2 A，B）（图（图50-2 C，D）27第五节：第五节：焊接可接受性要求焊接可接受性要求 可接受焊点可接受焊点 锡银铜焊料锡银铜焊料锡铅焊料锡铅焊料28内容内容第一节：概述第一节：概述第二节：焊接辅材第二节：焊接辅材第三节：波峰焊原理第三节：波峰焊原理第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第四节：波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求第五节：波峰焊接可接受要求第五节：波峰焊接可接受要求第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第六节：波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法第七节：波峰焊接后的第七节：波峰焊接后的PCAPCA清洁度可接受性要求清洁度可接受性要求第八节：波峰焊工艺参数控制要点第八节：波峰焊工艺参数控制要点第九节：第九节：PCBPCB设计对波峰焊接质量的影响设计对波峰焊接质量的影响第十节：无铅波峰焊特点及对策第十节：无铅波峰焊特点及对策29 波峰焊接是产生波峰焊接是产生PCBPCB组件缺陷的主要原因，在整个组装过程中它引起组件缺陷的主要原因，在整个组装过程中它引起的缺陷高达的缺陷高达50%50%。当。当PCBPCB有上千个焊点时，焊接必须要有很高的成功率才有上千个焊点时，焊接必须要有很高的成功率才行。行。波峰焊接过程中基本上都是在波峰焊接过程中基本上都是在PCBPCB上来进行的，因此在上来进行的，因此在PCBPCB上焊接缺上焊接缺陷主要反映在虚焊、不润湿、反润湿、焊点轮廓敷形（以下简称敷形）陷主要反映在虚焊、不润湿、反润湿、焊点轮廓敷形（以下简称敷形）不良、不良、连焊连焊（或（或桥连桥连）、拉尖、空洞、针孔、）、拉尖、空洞、针孔、“放炮放炮”孔、扰动焊点或孔、扰动焊点或断裂焊点、暗色焊点或颗料状焊点等方面。断裂焊点、暗色焊点或颗料状焊点等方面。第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法6.1 波峰焊接中存在的缺陷波峰焊接中存在的缺陷 30第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法6.2 影响波峰焊接效果的一些主要因素：影响波峰焊接效果的一些主要因素：预热条件预热条件冷却方式冷却方式冷却速度冷却速度基板材料基板材料基板厚度基板厚度元器件热容量元器件热容量图形大小图形大小图形间隔图形间隔保管状态保管状态保管时间保管时间包装状态包装状态 搬运状态搬运状态技术水平技术水平责任心责任心工作态度工作态度家庭状态家庭状态人际关系人际关系 社会状态社会状态心情心情灰尘灰尘室温室温照明照明噪音噪音湿度湿度振动振动存放存放波峰焊波峰焊接效果接效果引线和孔径引线和孔径引线和焊盘直径引线和焊盘直径图形密度图形密度图形形状图形形状图形方向图形方向安装方式安装方式洁净度洁净度成形方法成形方法表面状态表面状态线线 径径伸出长度伸出长度引线种类引线种类镀层组织镀层组织镀层厚度镀层厚度洁净度洁净度预涂焊剂预涂焊剂表面状态表面状态镀层组织镀层组织镀层厚度镀层厚度镀层密合度镀层密合度镀层表面状态镀层表面状态钻孔状态钻孔状态涂覆法涂覆法成份成份温度温度粘度粘度涂覆量涂覆量 洁净度洁净度成份成份温度温度杂质杂质焊料量焊料量预热条件预热条件冷却方式冷却方式冷却速度冷却速度基板材料基板材料基板厚度基板厚度元器件热容量元器件热容量设计设计波峰焊接波峰焊接环境环境储存和搬运储存和搬运操作者操作者元器件引线元器件引线PCB温度条件温度条件助焊剂助焊剂焊料焊料传送速度传送速度喷流速度喷流速度喷流波形喷流波形夹送倾角夹送倾角浸入状态浸入状态退出状态退出状态压锡深度压锡深度钻孔状态钻孔状态波峰平稳度波峰平稳度31第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法6.3 焊接缺陷现象和形成原因及其解决办法焊接缺陷现象和形成原因及其解决办法6.3.1 虚焊虚焊 焊点表面呈粗糙的粒状、光泽差、流动性不好是虚焊的外观表现。从本质上焊点表面呈粗糙的粒状、光泽差、流动性不好是虚焊的外观表现。从本质上讲，凡是在钎接的连接界面上未形成适宜厚度的铜锡合金层，都称为虚焊。讲，凡是在钎接的连接界面上未形成适宜厚度的铜锡合金层，都称为虚焊。在显微组织上虚焊的界面主在显微组织上虚焊的界面主要是氧化层；而良好接头界面显要是氧化层；而良好接头界面显微金相组织主要是铜锡合金薄层微金相组织主要是铜锡合金薄层。国内有试验报告称：合金层的。国内有试验报告称：合金层的厚度为厚度为1.33.5um的比较合适。的比较合适。这种合金的显微组织结构，如图这种合金的显微组织结构，如图6-1所示。所示。图图6-16-132第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法钎接温度低热量供给不足钎接温度低热量供给不足a a）钎料槽温度低。焊点接合部的金属不能加热到能生层金属化合物的最适宜的温）钎料槽温度低。焊点接合部的金属不能加热到能生层金属化合物的最适宜的温度；度；b b）传送速度过快。即使钎料槽已处于最佳温度状态，但由于传送速度过快，焊点）传送速度过快。即使钎料槽已处于最佳温度状态，但由于传送速度过快，焊点接合部金属也不能获得足够的热量，接合部温度上升不到最佳润湿温度区间钎料浸接合部金属也不能获得足够的热量，接合部温度上升不到最佳润湿温度区间钎料浸润不完善，不能形成理想的合金层。润不完善，不能形成理想的合金层。c c）PCBPCB设计不合理。导致了热容量相差悬殊的许多零部件引线在同一时间、同一温设计不合理。导致了热容量相差悬殊的许多零部件引线在同一时间、同一温度下进行钎接时，将使各元器件焊点上温度出现明显的差异。热容量大的，因吸取度下进行钎接时，将使各元器件焊点上温度出现明显的差异。热容量大的，因吸取的热量不足而温度偏低，引起浸润条件恶化形成不了理想的合金层。的热量不足而温度偏低，引起浸润条件恶化形成不了理想的合金层。（1 1）形成原因形成原因33第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法PCBPCB或元器件引线可焊性差或元器件引线可焊性差a a）被接合的基体金属表面氧化、污染；）被接合的基体金属表面氧化、污染；b b）钎料槽温度过高。由于钎料槽温度过高，钎料与母材表面加速氧化而造成钎料表）钎料槽温度过高。由于钎料槽温度过高，钎料与母材表面加速氧化而造成钎料表面张力增加、附着力减小，而且高温还溶蚀了母材的粗糙表面，使毛细作用减少，面张力增加、附着力减小，而且高温还溶蚀了母材的粗糙表面，使毛细作用减少，漫流性下降，如图漫流性下降，如图6-26-2所示；所示；波峰焊焊接中钎料槽的温度超过波峰焊焊接中钎料槽的温度超过270270时就可能出现此现象。时就可能出现此现象。图图6-26-234第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法c c）钎料槽温度偏低）钎料槽温度偏低d d）焊接时间过长）焊接时间过长 加热时间增加而润湿性变差的主要原因是由于弱润湿现象所致，即当加热时间增加而润湿性变差的主要原因是由于弱润湿现象所致，即当“润湿润湿”已经发生，焊接面已经产生合金层，但若焊料保持熔化状态的时间过长，则金属间已经发生，焊接面已经产生合金层，但若焊料保持熔化状态的时间过长，则金属间化合物层会生长得太厚，而焊料对这层金属间化合物的润湿要比对裸露的基体金属化合物层会生长得太厚，而焊料对这层金属间化合物的润湿要比对裸露的基体金属母材的润湿更困难，因此在波峰焊接中焊接时间应控制在母材的润湿更困难，因此在波峰焊接中焊接时间应控制在36S之间比较合适。之间比较合适。如图如图6-3所示：所示：图图6-36-335（2）解决办法解决办法a a）避免用手直接触摸）避免用手直接触摸PCBPCB焊接面和元器件引线，可采取一些防护性措施（如戴手套焊接面和元器件引线，可采取一些防护性措施（如戴手套和手指套），确保可焊性；和手指套），确保可焊性；b b）调整钎料槽的温度，）调整钎料槽的温度，63Sn37Pb63Sn37Pb设定温度：设定温度：240255240255，SACSAC设定温度：设定温度：260270260270。c c）调整助焊剂的喷雾量，使其均匀地喷涂在各个焊接部位；）调整助焊剂的喷雾量，使其均匀地喷涂在各个焊接部位；d d）合理的选择焊接时间；）合理的选择焊接时间；e e）储存环境要求，储存温度：）储存环境要求，储存温度：17271727，相对湿度，相对湿度(RH)(RH)：3060%3060%；第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法366.3.2 不润湿不润湿 融化后的焊料不能与基底金属（母材融化后的焊料不能与基底金属（母材)形成金属性结合。形成金属性结合。l 焊料没有润湿到需要焊盘的盘或端子上，如图焊料没有润湿到需要焊盘的盘或端子上，如图6-46-4所示：所示：l 焊料覆盖率不满足具体可焊端类型的要求，如图焊料覆盖率不满足具体可焊端类型的要求，如图6-56-5所示：所示：图图6-46-4图图6-56-5第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法37基体金属不可焊基体金属不可焊使用助焊剂的活性不够或助焊剂变质失效使用助焊剂的活性不够或助焊剂变质失效表面上的油或油脂类物质使助焊剂和焊料不能与被焊表面接触表面上的油或油脂类物质使助焊剂和焊料不能与被焊表面接触波峰焊接时间和温度控制不当。波峰焊接时间和温度控制不当。例如，焊接温度过高或者与熔化焊料的接触时间过长，金属间化合物层长得太厚导致焊例如，焊接温度过高或者与熔化焊料的接触时间过长，金属间化合物层长得太厚导致焊料又会剥落下来。其影响与虚焊相似。料又会剥落下来。其影响与虚焊相似。（1）形成原因形成原因第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法386.3.3 反润湿反润湿 熔化的焊料先覆盖表面然后退缩成一些形状不规律的焊料堆，其间的空当处有薄薄熔化的焊料先覆盖表面然后退缩成一些形状不规律的焊料堆，其间的空当处有薄薄的焊料膜覆盖，未暴露基底金属或表面涂覆层。的焊料膜覆盖，未暴露基底金属或表面涂覆层。反润湿现象导致焊接不满足通孔插装的焊料填充要求。反润湿现象导致焊接不满足通孔插装的焊料填充要求。PTH-孔的垂直填充要求如孔的垂直填充要求如图图6-6所示：所示：图图6-66-6第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法39改善被焊金属的可焊性；改善被焊金属的可焊性；选用活性强的助焊剂；选用活性强的助焊剂；合理调整好焊接温度和焊接时间；合理调整好焊接温度和焊接时间；彻底清除被焊金属表面油、油脂及有机污染物；彻底清除被焊金属表面油、油脂及有机污染物；保持钎料槽中的钎料纯度。保持钎料槽中的钎料纯度。（3 3）不润湿与反润湿的解决办法：不润湿与反润湿的解决办法：（2 2）反润湿的原因类似于非润湿情况。反润湿的原因类似于非润湿情况。当钎料槽内里的金属杂质含量超标时，也会产生半润湿状态。在那种由于表面严重当钎料槽内里的金属杂质含量超标时，也会产生半润湿状态。在那种由于表面严重 污染而导致可焊性不良的极端情况下，在同一表面会同时出现非润湿和半润湿共存的状污染而导致可焊性不良的极端情况下，在同一表面会同时出现非润湿和半润湿共存的状 态。态。第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法40A A、焊料过多（堆焊）、焊料过多（堆焊）焊料在焊点上堆集过多而形成凸状表面外形，看不见引脚轮廓，如图焊料在焊点上堆集过多而形成凸状表面外形，看不见引脚轮廓，如图6-76-7所示：所示：6.3.4 焊点的轮廓敷形焊点的轮廓敷形焊料过多焊料过多焊料焊料焊盘焊盘PCB引脚引脚图图6-76-7第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法41B B、焊料过少（干瘪）、焊料过少（干瘪）波峰焊接中焊料未达到规定的焊料量，不能完全封住被连接的导线，使其部分暴露在波峰焊接中焊料未达到规定的焊料量，不能完全封住被连接的导线，使其部分暴露在外。从外观上看，吃锡量严重不足、干瘪、一般表现为接触角外。从外观上看，吃锡量严重不足、干瘪、一般表现为接触角 15,15,浸润高度浸润高度 HD HD。如图如图6-86-8所示：所示：焊料过少焊料过少图图6-86-8第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法42（1）形成原因形成原因接头金属表面状态与敷形的关系接头金属表面状态与敷形的关系 引线表面状态与敷形的关系引线表面状态与敷形的关系 PCBPCB铜箔表面状态与敷形的关系铜箔表面状态与敷形的关系PCB布线设计不规范与敷形的关系布线设计不规范与敷形的关系 盘盘-线，例：大焊盘，小引线；焊盘一定而引线过粗或过长，如图线，例：大焊盘，小引线；焊盘一定而引线过粗或过长，如图6-96-9所示：所示：焊盘与印制导线的连接，例：盘与线不分、连片、或者盘焊盘与印制导线的连接，例：盘与线不分、连片、或者盘-线相近，如图线相近，如图6-106-10所示：所示：盘盘-孔不同心的影响，如图孔不同心的影响，如图6-116-11所示：所示：第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法43图图6-9 6-9 焊点钎料液滴受力情况焊点钎料液滴受力情况图图6-10 6-10 焊盘与导线的连接焊盘与导线的连接图图6-11 6-11 盘、孔不同心盘、孔不同心第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法44改善被焊金属表面的表面状态和可焊性改善被焊金属表面的表面状态和可焊性正确地设计正确地设计PCBPCB的图形和布线的图形和布线合理地调整好锡炉温度、传送速度、传送倾角合理地调整好锡炉温度、传送速度、传送倾角合理地调整预热温度合理地调整预热温度（2）解决办法解决办法第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法45 接触角的最佳范围：接触角的最佳范围：15=4515=DH=D 伸出引线的长度是直径的伸出引线的长度是直径的3 3倍：倍：L=3DL=3D （3）焊点的最佳敷形焊点的最佳敷形L图图6-12 6-12 直插引线接头直插引线接头第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法46 空洞亦称孔穴，是由于焊料尚未全部填满空洞亦称孔穴，是由于焊料尚未全部填满PCBPCB的插件孔而出项的现象，这种缺陷的插件孔而出项的现象，这种缺陷有时也会造成电气导通不良。由于强度减弱即便暂时焊上了，也会在使用中因环境恶有时也会造成电气导通不良。由于强度减弱即便暂时焊上了，也会在使用中因环境恶化而脱焊，如图化而脱焊，如图6-136-13所示：所示：6.3.5 空洞空洞图图6-13 6-13 孔金属化双面孔金属化双面PCBPCB第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法47 常见的形成因素与解决方法常见的形成因素与解决方法形成因素形成因素解决方法解决方法孔与引脚配合关系严重失调调整好孔-线的配合关PCB打孔偏离了焊盘中心提高焊盘孔的加工精度和质量焊盘不完整改善PCB的加工质量孔周围氧化或有毛刺改善焊盘孔的洁净状态和可焊性引线氧化、脏污、预处理不良改善引线的洁净状态和可焊性第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法48 波峰焊后焊点出现熔滴状不规则的角焊缝，基体金属和焊料之间不润湿或润湿不足，波峰焊后焊点出现熔滴状不规则的角焊缝，基体金属和焊料之间不润湿或润湿不足，甚至出现裂纹。甚至出现裂纹。常见的形成因素与解决方法常见的形成因素与解决方法形成因素形成因素解决方法解决方法锡炉温度偏低提高锡炉温度PCB传送速度过快降低传送速度PCB上存在热容量差异过大的元器件改进PCB布线和安装设计的不良6.3.6 冷焊冷焊第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法49 将引线插入将引线插入PCBPCB板的插件孔内波峰焊接时，在引线根部附近出现有火山喷火口式的板的插件孔内波峰焊接时，在引线根部附近出现有火山喷火口式的钎料隆起，其中心还有小孔，孔的下面往往还掩盖着很大的空洞，这种现象称为气泡或钎料隆起，其中心还有小孔，孔的下面往往还掩盖着很大的空洞，这种现象称为气泡或针孔。也有在钎料内部形成空洞不易被发现，如图针孔。也有在钎料内部形成空洞不易被发现，如图6-146-14所示：所示：6.3.7 气泡或针孔气泡或针孔图图6-14“6-14“放炮孔放炮孔”第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法50（1）形成原因形成原因助焊剂过量或焊前溶剂挥发不充分助焊剂过量或焊前溶剂挥发不充分基板受潮基板受潮孔径和引线的间隙大小，基板排气不畅孔径和引线的间隙大小，基板排气不畅孔金属化不良孔金属化不良（2）解决办法解决办法调整助焊剂流量调整助焊剂流量预烘预烘PCB基板基板增加预热时间或提高预热温度增加预热时间或提高预热温度选择合适的引线尺寸选择合适的引线尺寸改善改善PCB制造工艺制造工艺第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法51 过多的焊料使相邻线路或在同一导体上堆集，称之为连焊或桥接。过多的焊料使相邻线路或在同一导体上堆集，称之为连焊或桥接。“连焊连焊”现象是波峰焊接中最常见的多发性焊接缺陷，而且是所有波峰焊接缺陷中形因最现象是波峰焊接中最常见的多发性焊接缺陷，而且是所有波峰焊接缺陷中形因最为复杂的，如图为复杂的，如图6-156-15所示：所示：6.3.8 连焊连焊图图6-15 6-15 连焊现象连焊现象第六节第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法52 常见的形成因素与解决方法常见的形成因素与解决方法形成因素形成因素解决方法解决方法温度的影响调整锡炉温度相邻导线或焊盘间距的影响纠正不良的设计基体金属表面洁净度的影响改善焊盘孔和引线的洁净状态和可焊性焊料纯度的影响严格监控锡炉中的焊料污染程度（杂质金属含量）助焊剂的活性及预热温度的影响检测助焊剂的有效性PCB元器件安装设计不合理，板面热容量分布差异过大纠正不良的设计PCB吃